带式输送机输送带跑偏原因分析及优化设计

带式输送机输送带跑偏原因分析及优化设计
摘要：带式输送机具有输送物料范围广、线路组合灵活、运输能力大、安装维
护便易、使用寿命较长以及造价低廉等优点，在煤炭开采领域得到广泛应用。

然
而使用过程中输送带跑偏现象时有发生，输送带跑偏不仅会造成沿线撒料浪费物
料影响生产环境，还会导致设备出现非正常磨损和损坏降低生产效率，严重时会
影响整套设备的正常运行发生事故。

本文对导致带式输送机输送带跑偏的原因进
行了分析，并针对带式输送机的防跑偏方法提出了几点建议。

关键词：带式输送机；输送带；跑偏；优化设计
引言
目前，应用于综采工作面输送机的类型主要有刮板输送机和带式输送机两类。

输送机的
主要功能是实现煤炭到地面的运输。

当前应用于综采工作面的带式输送机具有输送距离远、
输送量大以及自动化程度高等优势。

因此，带式输送机较刮板输送机被广泛应用于综采工作
面的生产中。

但是，在实际运输过程中常出现皮带偏离纵向中心线的问题，俗称为跑偏。

带
式输送机的跑偏造成皮带长时间停机严重制约着综采工作面的生产效率和安全性，重新启动
时又会增加能耗。

因此，有效解决带式输送机皮带跑偏对确保综采工作面的生产效率和安全
性具有现实意义。

1输送带跑偏原因分析
由于煤矿地质环境复杂，带式输送机在运行过程中受到的影响因素极多，导致输送机在
运行过程中出现跑偏事故的原因较大，为了确定输送机在运行过程中出现跑偏的主要原因，
为纠偏结构的优化提供依据，本文调研了几所大型煤矿近年来输送机出现跑偏异常的原因，
并对原因进行了梳理，总结出了以下几点主要原因：
（1）输送机所用输送带的接头位置不平直。

输送带是由多股钢丝绳首尾相连，外侧辅
以弹性橡胶体而形成的，各个钢丝绳在连接时很难确保接头位置连接的平直性，使输送带两
侧边缘的周向长度产生偏差，在驱动滚筒作用力下使一侧的张力大、一侧的张力小，进而导
致物料输送过程中的跑偏[1]。

（2）导料槽橡胶板压力不均。

导料槽橡胶板压力不均会导致两侧对输送带的摩擦力大
小不一致，输送带在运行过程中，两侧橡胶板对输送带的摩擦力的偏差就会导致输送带向着
摩擦力偏大的一侧倾斜，进而导致出现运行过程中的跑偏现象。

（3）输送带松弛导致的跑偏。

带式输送机在工作过程中张紧装置会根据输送带内的张
力的变化对输送带的松紧度进行调节，但由于输送带的黏弹性特性，在实际工作过程中对张
力的调整会存在一定的偏差，导致输送带松弛过渡时就会在横向震动的影响下产生跑偏现象。

2输送带防跑偏的优化设计要点
2.1设置侧挡辊防偏
设计时采取预防输送带跑偏措施可大大降低其跑偏概率，但由于制造、安装误差和设备
自然磨损是必然存在的，实际生产中输送带跑偏是不可避免的[2,3]。

通过总结多条输送带纠
偏经验，在标准调心托辊的基础上进行改造，可以在输送机安装时，根据其长度和跑偏严重
程度每隔四五组托辊安装一组侧挡辊。

侧挡辊的安装倾角α大于标准调心托辊的安装倾角，
这样侧挡辊的纠偏能力就会大于调心托辊，输送机运行时若跑偏严重，超出调心托辊的调节
能力，侧挡辊可进一步纠偏，安装于侧挡辊头部的翼缘还可限制输送带脱落。

2.2采用硫化技术对接输送带
为了防止输送带机械对接不齐，导致输送机运转时发生跑偏、撕带事故，可利用硫化技
术对接输送带。

输送带对接前将输送带接头按1/2带宽的搭搂长度制成斜角阶梯型捂接头，
硫化时温度达到80℃时，压力不得低于2MPa，然后停止加压，继续加温，当温度升至145℃时开始计时，恒温在145～150℃，45min后，立即停止加热，让其自然冷却。

2.3安装输送机自动张紧装置
输送机自动张紧装置主要由重力感应装置、感应器、PLC控制柜、储带游动车、联锁开关、松带固定游动车等部分组成；当输送带过松出现跑偏时输送带与硅胶托辊无法接触，经
感应器及时将信号传递至PLC控制柜，并控制联锁开关，使储带游动车移动进行储带，输送
带拉紧，从而避免输送带跑偏现象发生；当输送机运输重量大的物料时，重力感应器感应后
及时将信息传递至PLC控制柜，经PLC及联锁开关控制，松带游动车电机通电，实现松带目的，避免输送带断电事故发生。

2.4设置带式输送机纠偏系统
带式输送机纠偏系统基于跑偏量检测装置能够准确监测到输送带出现跑偏，并精确得出
输送带的跑偏量。

因此，带式输送机跑偏量检测装置是纠偏系统实现其纠偏功能的基础。

为
了能够精确检测得到带式输送机输送带的跑偏量，要求跑偏量检测装置满足以下几点要求：1）跑偏量检测装置具有在恶劣环境（如高瓦斯、高煤尘浓度、高湿度）工作的能力。

2）要
求检测装置实现对输送带的全方位、全区域的实时检测。

3）要求检测装置拆装方便。

根据
带式输送机实际运输情况分析及检测装置的安装位置，可实现对正面、回程、单侧以及双侧
四种检测方式，系统仅需检测得到托辊的旋转角度即可根据式（1）计算得到输送带的跑偏量：
d=B-Atan[arctan（B/A）-α]
式中：d为输送带的跑偏量；A为旋转轴心到承载托辊边缘延长线的距离；B为承载托
辊边缘延长线与过旋转轴垂线交点到皮带正常运行边缘所在位置的距离；α为系统检测到托
辊所旋转的角度。

带式输送机纠偏系统通过调整托辊与皮带运输方向之间的夹角实现对输送带的纠偏，其
纠偏精度和效率在一定程度上取决于纠偏装置驱动系统的精度。

由于输送带运输货物的重量
较大，一般采用推杆牵引托辊一端沿皮带边缘前后摆动实现托辊角度的变化。

经研究可知，
当推杆的位移为1mm时，输送带位移将变化10mm。

可根据带式输送机的生产能力，对推杆驱动系统中的关键部件丝杆的参数进行设计。

下面是一种新的带式输送机纠偏系统方案，其整体结构如图1所示。

图1带式输送机跑偏监测系统
由图1可知，在带式输送机输送带的两侧各设置一组红外接收器（包括上面的发射端子
和下面的接收端子），红外光线距离输送带距离为5mm，红外发射端子所发出的红外线光为30mm宽的光带，当带式输送机正常运行时，下侧的接收端子收到的光带宽为30mm，当输
送带发生偏位后，会挡住部分红外光束，下侧的接收端子根据所接收到的光束的宽度即可判
断出输送带在运行过程中的偏位量，然后将其传输到控制中心，控制中心根据偏位情况对蜗
杆传动系统发出调整信号，在调整过程中该系统继续对输送带的跑偏量进行监控，直到其恢
复到正常值。

该纠偏系统具有结构简单、改造成本低、安装方便的优点，能够满足对输送带
防跑偏监控量的基本监控需求和纠偏需求。

3结论
1）输送机所用输送带的接头位置不平直、导料槽橡胶板压力不均、输送带松弛导致的
跑偏是导致输送带在运行过程中出现跑偏的最主要原因。

2）通过在普通托辊两侧设置侧挡辊防偏、采用硫化技术对接输送带、安装输送机自动
张紧装置、设置带式输送机纠偏系统四个方面对防止输送带跑偏进行了优化设计。

通过采取
这些措施将有效抑制输送带跑偏情况的发生。

参考文献:
[1]刘兴.煤矿带式输送机跑偏原因分析及对策措施研究[J].山东煤炭科技，2018（9）：147-148；157.
[2]赵亚杰.带式输送机输送带跑偏机理分析[J].机械管理开发，2018（8）：259-261.
[3]刘溢溥.安检设备带式输送机双向运行设计与调节方法研究[J].机械工程师，2018（7）：70-72.。